KONDÜKTOMETRİ

iLETKENLİK İletkenlik, maddenin elektrik akımını iletebilmesinin ölçüsüdür. C= 1/R ‘dir. Yani direncin tersidir. Birimi S.m-1’dir. (Siemens birimi Alman bilim insanı ve mucit Werner von Siemens’e ithafen verilmiştir) Bilindiği gibi saf su elektrik akımını iletmez, teorik olarak iyon içermediği için iletkenliği yoktur denir. Ancak pratikte saf suda çok çok az da olsa iyon kalacağı için mikrosiemens civarında bir iletkenlik okunur. Bir suyun saf olup olmadığı iletkenlik değerine bakılarak anlaşılır. Örneğin; ultrasaf suyun iletkenliği 0,055 µS/cm, distile suyun iletkenliği 0,5 µS/cm civarındayken deniz suyunda bu değer 56000 µS/cm civarındadır. İletkenlik; çözücünün viskozitesine, ortamda çözünen iyon sayısına, büyüklüğüne ve yüküne göre değişir.

Kondüktometri Çözeltideki iletkenlik değişimlerine dayanarak yapılan analiz yöntemine “Kondüktometri” (iletkenlik ölçme) denir. İletkenlik ölçmede kullanılan araçlara “Kondüktometre” denir. Kondüktometreler, bir elektrik kaynağı, analiz çözeltisinin bulunduğu iletkenlik hücresi ve bir direnç ölçerden oluşur. Kondüktometrenin en duyarlı bölgesi olan iletkenlik hücresinde genellikle üzeri platin siyahı ile kaplanmış platin elektrotlar kullanılır.

Kondüktometrik titrasyon Konsantrasyonu bilinmeyen numunenin (analitin) konsantrasyonu bilinen titrant ile reaksiyonu sırasında iletkenlikteki değişimlerden yararlanılarak dönüm noktasının belirlendiği titrasyon çeşididir. Kondüktümetrik titrasyon yöntemi, koyu renkli veya berrak olmayan çözeltilerin analizinde ve çökelme tepkimelerinde çok kullanılan oldukça etkili ve uygun yöntemlerden biridir. Cihaz Kalibrasyonu Ölçüm öncesi cihazın kalibre edilmesi gerekir. Bunun için hazırlanan potasyum klorür çözeltilerinin elektriksel iletkenlikleri ölçülür. Sonra cihazın probu ve termometresi numuneye daldırılıp birkaç kez sağa sola sallanır ve cihazın gösterdiği değer sabitleştikten sonra okuma yapılır. Sıcaklık düzeltmesi yapan cihazlar, ölçülen elektriksel iletkenlik değerlerini otomatik 25 oC olarak verir. 25 o C’daki potasyum klorürün iletkenlik değerleri derişimlerine bağlı olarak aşağıdaki gibidir. 0.001 M KCl’ün elektriksel iletkenliği = 146,9 µS/cm’dir. (meq= milieşdeğer) 0.01 M KCl’ün elektriksel iletkenliği = 1413 µS/cm’dir. (meq=milieşdeğer) Bu değerlerden yola çıkılarak hazırlanan KCl çözeltilerinin elektriksel iletkenlikleri ölçülerek cihazın sağlıklı ölçüm yapıp yapmadığı kontrol edilebilir.

Kondüktometrik titrasyon Kuvvetli Bir Asidin Kuvvetli Bir Bazla Titrasyonu Kuvvetli bir asidin kuvvetli bir bazla titrasyonunda HCl ve NaOH çözeltileri kullanılabilir. Hazırlanan analit (HCl veya NaOH) çözeltisinden 50 mL alınır ve kondüktometrenin iletkenlik hücresine konur. Başlangıçtaki iletkenlik ölçülür. Manyetik karıştırıcı çalıştırılır. Büretten akıtılan titrant (NaOH veya HCl) çözeltisinden damlatılarak titrasyona başlanır. Her 0,1 – 0,2 ml titrant eklendikten sonra iletkenlik ölçülür. İletkenlik değerleri koordinat düzleminin Y eksenine ve mL olarak titrant hacimleri koordinat düzleminin X eksenine olacak şekilde grafiğe yazılır.

Zayıf Bir Asidin Kuvvetli Bir Bazla Titrasyonu Kuvvetli bir asit ile kuvvetli bir bazın titrasyonunda NaOH eklendikçe hidrojen iyonu derişimi azalacağından eşdeğerlik noktasına kadar iletkenlik hızla azalır. Eşdeğerlik noktasından sonra ise ortamda fazla hidroksil iyonları bulunacağından iletkenlik tekrar hızla artar. Grafikten elde edilen eşdeğerlik noktasındaki NaOH miktarı kullanılarak analiz edilen asidin derişimi bulunur. Okunan iletkenlik değeri seyreltme faktörü göz önüne alınarak aşağıdaki formüle göre düzeltilmelidir. Seyreltme % 10’u aşmıyorsa bu düzeltmeye gerek olmayabilir. Zayıf Bir Asidin Kuvvetli Bir Bazla Titrasyonu Zayıf bir asidin kuvvetli bir bazla titrasyonunda çözelti olarak analit olarak CH3COOH, titrant olarak da NaOH kullanılabilir. Asetik asit çözeltisinden 50 mL alınır ve ayarlı NaOH çözeltisi ile titre edilir.Her 0,1-0,2 mL NaOH eklendikten sonra iletkenlik değerleri not edilir. Titrant hacmine karşı iletkenlik değerleri grafiğe geçirilir. Grafikten eşdeğerlik noktası bulunur. İletkenlikgerçek = İletkenlikölçülen x V titrant + V analit V analit

hesaplamalar Eşdeğerlik noktasının tayini için iki ayrı yöntem kullanılacaktır. Öncelikle her bir iletkenlik değerleri gerçek iletkenlik değerlerine yukarıdaki formüle göre düzeltilecektir. İlk yöntemde milimetrik kağıtta x eksenine eklenen titrantın hacimleri y eksenine ise iletkenlik değerleri yazıldıktan sonra eşdeğerlik noktası cetvel yardımıyla kesim noktası çizilerek belirlenecektir. İkinci yöntemde ise bu değerler “Microsoft Excel” veya “Open Office Calc” gibi bir veri işleme programına yüklenir. Veriler iletkenliğin azaldığı ve arttığı parçalar olmak üzere iki parçaya ayrılır. Bu iki ayrı veri grubunun doğru denklemleri çıkarılır ve bu iki doğrunun kesim noktasını bulmak için denklemler birbirine eşitlenir. Bulunan x değeri Eşdeğerlik noktası’dır. Örneğin; y =150x+47,6 ve y = -150x+211,2 şeklinde bulunan iki doğru denklemi birbirine eşitlendiğinde: 150x + 47,6 = -150x + 211,2 300x = 163,6 x =0,545 olarak bulunur. Bu işlemler bilimsel hesap makinelerinin lineer regresyon fonksiyonları kullanılarak da yapılabilir.

kaynaklar 1. Onur, Feyyaz; Analitik Kimya II, Ankara Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Yayın No:101, s:135-149; Ankara 2011. 2. MEGEP (Mesleki Eğitim ve Öğretim Sisteminin Güçlendirilmesi Projesi) Kimya Teknolojisi; Elektrometrik Analizler, Ankara 2009.